2023, Vol. 60
2. 中国科学院大学, 北京 100049
2. University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China
蔬菜种植业在我国发展迅速，1987年我国蔬菜播种面积为5.57×106 hm2，2018年蔬菜播种面积达到19.98×106 hm2，近30年我国蔬菜总产量增加了2.59倍[1]。但当前我国蔬菜种植体系磷肥施用过量的现象较为普遍。黄绍文等[2]在对我国蔬菜种植区进行为期3年的大规模调研中发现，菜地单季化肥用量高达1 092 kg·hm–2，为农作物的3.3倍，其中化学磷肥超量现象最为严重，设施及露天菜地分别达到菜地磷肥推荐用量的5.4倍及5.9倍。Yan等[3]的研究表明，我国菜地的磷肥年投入量为83~636 kg·hm–2（以P计，下同），蔬菜带走的磷一般为每年20~52 kg·hm–2，从而导致菜地盈余大量的磷，年盈余量最高可达588 kg·hm–2。这种“供远大于求”的施肥方式导致大量磷肥在土壤中累积，进而增加环境污染风险。菜地磷的损失风险较粮田更大，菜地磷损失占整个种植业磷损失比重较高。Wang等[4]研究发现，相较于粮田而言，菜地磷径流单位面积损失量以及周年总排放量均高于农田，菜地单季总磷（TP）径流损失量为3.45 kg·hm–2，周年TP径流排放量为0.33 Tg·a–1，分别是旱地作物的2.75倍、稻田的6.60倍。2020年9月太湖水质监测结果表明，太湖为轻度污染、轻度富营养，主要污染指标为总磷[5]。在太湖流域，随着种植结构的改变，太湖地区稻田种植体系已不是农田磷流失的最大来源，菜园磷流失负荷估算量为3 000 t，为稻田的10.3倍，菜园成为了目前种植业磷流失的优先控制对象[6]。菜地磷污染排放及阻控也受到越来越多的关注。
目前磷径流损失阻控措施主要分为两大类，一是通过源头管理减少潜在的磷损失，包括减施、保护性耕作和优化种植结构；二是通过生态工程措施减少磷径流，例如植物过滤带、生态沟渠等[7-9]。生态工程措施一般需要相对较大的空间，而源头减施磷肥是有效措施之一，尽管磷肥减施可有效降低磷损失，但蔬菜对磷的需求量高[10]，过量减施可能会造成蔬菜减产，因此如何通过优化减施在实现降低磷损失的同时，达到稳产甚至增产的双赢效果，对于发展绿色可持续的蔬菜种植产业意义重大。目前关于减磷对磷径流损失影响的研究多集中于玉米、水稻等粮食作物[11-13]及单季蔬菜上[14]，缺少菜地磷肥减施对周年磷径流损失影响的研究。菜地复种指数高，太湖流域每年种3~4茬蔬菜[15]，菜地一年多茬加之每季高量的磷肥投入导致大量磷残留于土壤中，加剧土壤磷的损失风险。以往的研究[4]发现，磷径流损失存在时间尺度上的不均衡性，其中夏秋季磷径流损失占全年磷总损失量的89%，有效降低夏秋季磷径流损失对于削减菜地磷排放意义重大。因此本研究选取太湖流域典型露天菜地，连续周年监测菜地的磷素流失，研究不同磷肥减施量下，磷的环境阈值、磷径流损失的季节性特征以及磷流失负荷的影响因素。最终评价磷肥减施对菜地总磷（TP）年流失负荷削减效果，为菜地养分优化管理、面源污染源头控制提供科学依据。
1 材料与方法 1.1 试验区概况试验地位于江苏省无锡市宜兴市周铁镇和渎村的阳溪生态蔬果种植专业合作社蔬菜生产基地（31°23′ N，119°58′ E），属于亚热带季风气候区，年均气温15~17℃，年平均降水量1 000~1 200 mm，试验田前茬为连续7年露天大白菜种植。供试土壤类型为潮土，质地为粉质壤土，基本理化性状见表 1。
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表 1 供试土壤基本理化性状 Table 1 Physico-chemical properties of the tested soil |
试验共设5个处理：对照（CK），农户习惯施磷水平，每季施用150 kg·hm–2（以P2O5计，下同）；在农户习惯施磷基础上减施20%（P-20），120 kg·hm–2；减施30%（P-30），105 kg·hm–2；减施50%（P-50），75 kg·hm–2；减施100%（P-100），即不施磷肥。每个处理3次重复，随机排列。试验中化肥采用尿素（46% N）、钙镁磷肥（12% P2O5）和硫酸钾（50% K2O）。有机肥为商品有机肥（6 000 kg·hm–2，有机质含量大于等于45%，N+P2O5+K2O≥7%），每季作为基肥一次性施入。磷肥于移栽时穴施，氮（200 kg·hm–2）、钾（以K2O计）（300 kg·hm–2）肥于每季蔬菜缓苗后在每棵苗旁穴施，采用人工开沟，覆土盖肥。
试验采用辣椒-乌塌菜-包菜的轮作模式，均采用育苗移栽种植方式，且每季蔬菜施肥量一致。第一茬辣椒于2019年5月22日移栽，8月22日收获。乌塌菜于2019年9月25日移栽，11月30日收获。第三茬包菜于2019年12月6日移栽，2020年4月26日收获。每季收获期各小区蔬菜单独收获并测定经济产量（辣椒计果实产量、乌塌菜和包菜计菜心产量）。以梅花型采样法采集土壤样品，每小区选取5个点分别采集0~20 cm、20~40 cm、40~60 cm深度的非根际土，不同深度土样分别混匀后经风干、过筛测土壤有效磷（Olsen-P）及氯化钙磷（CaCl2-P）含量。以土壤Olsen-P含量与CaCl2-P含量分别为横轴和纵轴进行双线性模型拟合，2条直线之间有一个明显的突变转折点，转折点相对应的Olsen-P含量即为该土壤磷素损失的“突变点”，并以此作为环境阈值表征土壤磷流失潜能。
小区面积为50 m2（10 m×5 m），各小区用聚氯乙烯（PVC）板（厚3 mm，埋入地下85 cm，露出地面15 cm）隔开，以减少水串流、侧渗。每个小区对应一个径流池，用于收集地表径流。径流池容积为0.80 m3（长100 cm，宽80 cm，高100 cm），上设活动盖板用于清淤以及防止雨水等进入池内。每个小区排水口处埋设1支PVC塑料管道，用于连接小区和径流池。降水产生径流后，用直尺量取径流池水面高度，计算径流液体积，同时将径流水搅匀后，采集100 mL的径流液带回实验室置于4 ℃冰箱冷藏，并在一周内完成样品分析测试。每次采集完径流液后，用抽水泵将径流水抽干，并清洗径流池，以便于下次收集径流液。
1.3 分析测定方法土壤Olsen-P测定：采用碳酸氢钠法测定，用0.5 mol·L–1 NaHCO3（pH 8.5）浸提后钼锑抗分光光度法测定；土壤CaCl2-P测定：用0.01 mol·L–1 CaCl2（土水比为1：5）浸提后钼锑抗分光光度法测定。
径流液总磷（TP）浓度测定：用过硫酸钾消解未经过滤的水样，用钼锑抗分光光度法测定；径流液可溶性磷（DP）浓度测定：用过硫酸钾消解经0.45 μm微孔滤膜过滤后的水样，钼锑抗分光光度法测定；径流液颗粒态磷（PP）浓度为TP和DP的差值。
1.4 数据分析及处理单次养分径流负荷/（kg·hm–2）= [小区单次径流磷浓度（mg·L–1）×单次径流水体积（L）/106]× 10 000（m2）/小区面积（m2）。
周年养分径流负荷/（kg·hm–2）=
磷流失系数/% =（施磷肥处理的磷流失负荷-不施磷肥处理的磷流失负荷）× 100 /施磷量。
削减率/% =（常规施磷的磷流失负荷-减磷处理的磷流失负荷）× 100/常规施磷的磷流失负荷。
采用Excel 2003程序和SPSS statistics 20统计分析软件进行分析处理数据，包括单因素方差分析（One-way ANOVA）差异显著性检验，比较不同处理间在P < 0.05的显著性水平，使用SPSS 20和Amos Graphics CLI 22.0进行结构方程模型分析，Origin 2018软件作图。
2 结果 2.1 减磷对蔬菜经济产量的影响在辣椒季，与CK相比，P-20处理提高了辣椒的产量，提高幅度为16.29%，但增产效应未达到显著水平（图 1a）。与CK相比，P-50和P-100处理显著减少了辣椒的产量，减产幅度分别为40.32%和49.89%。在乌塌菜季，与CK相比，P-20和P-30处理提高了乌塌菜的产量，增产幅度分别为13.59%和4.37%，但增产效果未达显著性水平（图 1b）。与CK相比，P-50和P-100乌塌菜的产量分别降低了20.63%和26.46%，P-100减产效应更为明显，与CK相比达显著水平。第三茬减磷处理对包菜经济产量的影响中，CK与P-20、P-30处理之间包菜产量无显著差异；P-50和P-100处理显著降低了包菜的产量，减产幅度分别为11.42%和25.87%（图 1c）。
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注：CK：农民习惯施磷；P-20：在农户习惯施磷基础上减施20%；P-30：在农户习惯施磷基础上减施30%；P-50：在农户习惯施磷基础上减施50%；P-100：不施磷肥。图中不同字母代表差异显著（P < 0.05）。下同。 Note: CK: Conventional P fertilization; P-20:Reduction of 20% based on conventional P fertilization; P-30:Reduction of 30% based on conventional P fertilization; P-50:Reduction of 50% based on conventional P fertilization; P-100:No P fertilization. Different letters represent significant difference(P < 0.05).The same as below. 图 1 不同施磷处理下蔬菜经济产量（a. 辣椒，b. 乌塌菜，c. 包菜） Fig. 1 Vegetable economic yield under different phosphate fertilizer treatments(a. chilli pepper, b. savoy, c. cabbage) |
研究表明，雨强、雨量和施肥量是地表径流磷流失的几个主要影响因素[16]。在本研究中，2019年5月22日至2020年5月20日期间共产生8次径流。按照季节将一年划分为春夏季（3—6月）、夏秋季（6—9月）、秋冬季（9—12月）及冬春季（12—次年3月）。辣椒种植期间产生径流4次，季节属于夏秋季；休耕期间产生2次径流，分别属于秋冬季和春夏季；包菜种植期间产生2次径流，正处于冬春及春夏季。由图 2a所示，前4次TP径流浓度呈下降趋势，CK处理的TP浓度为2.23~3.01 mg·L–1，其他减磷处理的TP浓度为1.29~2.90 mg·L–1。相对于第4次径流，第5次径流各处理的TP浓度呈上升趋势，且随施磷量减少呈现小幅下降趋势：其中CK处理的TP浓度平均为2.75 mg·L–1，P-20、P-30、P-50、P-100处理的TP平均浓度分别为2.48、2.44、2.00和1.86 mg·L–1。TP径流浓度的谷值出现在第6次径流，CK、P-20、P-30、P-50和P-100处理的TP平均浓度分别为0.68、0.64、0.59、0.54和0.43 mg·L–1。各处理间TP、DP和PP浓度变化趋势基本一致（图 2b、图 2c），其中以DP流失形态为主，DP/TP比例为50.1%~63.1%，且随着施磷量的增加，DP/TP比例呈增加趋势，但未达显著水平。
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图 2 不同施磷处理下菜地径流浓度（a. 总磷（TP），b. 溶解态磷（DP）和c. 颗粒态磷（PP）） Fig. 2 Concentration of total P(TP, a), dissolved P(DP, b), and particulate P(PP, c)in vegetable fields under different phosphate fertilizer treatments |
图 3表明，露天菜地TP径流负荷呈明显的季节性变化，其中以夏秋季TP流失量最高，其次为春夏季，冬春季TP流失量最小。不同施肥处理之间，夏秋季、秋冬季、冬春季和春夏季TP流失量分别为1.93~3.26、0.50~0.79、0.09~0.15、0.53~1.01 kg·hm–2。不同处理间菜地通过地表径流TP流失量表现为：CK > P-20 > P-30 > P-50 > P-100（图 3）。减磷处理可降低地表径流中TP流失量，在夏秋季，与CK相比，P-20、P-30、P-50及P-100处理分别减少TP流失量9.55%、22.34%、34.16%和40.84%；方差分析结果显示，CK与不同减磷处理的TP径流损失量差异均达显著水平。在秋冬季，与CK相比，P-50和P-100处理显著减少TP流失量，分别减少30.59%和36.89%。在冬春季，以P-100处理降低地表径流中TP流失量的效果最为显著，与对照相比，P-100处理减少41.81% TP流失量。在春夏季，与CK相比，P-20、P-30处理TP流失量无显著差异，P-50和P-100处理的TP径流损失量显著降低32.88%和47.06%。
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注：SA：夏秋季，AW：秋冬季，WS：冬春季，SS：春夏季。 Note: SA: Summer-autumn, AW: Autumn-winter, WS: Winter-spring, SS: Spring-summer. 图 3 不同施磷处理下菜地TP流失负荷季节性特征 Fig. 3 Seasonal characteristics of TP runoff loss load in vegetable fields under different phosphate fertilizer treatments |
以年度磷径流负荷来计算，露天菜地磷流失负荷随化肥磷用量增加而增加，减施磷肥可有效减少菜地磷的径流损失（表 2）。与CK相比，P-20、P-30、P-50和P-100处理分别减少TP流失量8.15%、18.1%、33.0%和41.5%，磷径流损失削减率随着施磷量的减少而增加，以不施磷处理的磷径流削减效果最为明显。在本研究中，菜地磷径流损失主要以DP形态流失，DP的流失负荷占总磷的53.4%~55.7%。施肥量是影响磷径流损失的重要因素，在本研究中，施用磷肥导致的地表径流TP流失量为0.45~2.17 kg·hm–2，随径流排出菜地的磷素中有1.36%~3.33%是施用的化肥磷素，P-50处理的流失系数最低，为1.36%。
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表 2 不同施肥处理的磷流失周年通量及流失率 Table 2 Annual flux and loss rate of P loss under different fertilizer treatments |
以土壤Olsen-P含量作为横坐标，CaCl2-P含量为纵坐标，利用两段式直线模型进行模拟分析，找出拐点确定土壤磷素环境阈值。由图 4可知，当土壤Olsen-P低于某一数值（78.9 mg·kg–1）时，土壤CaCl2-P增加缓慢，但当土壤中Olsen-P浓度大于该数值时，土壤CaCl2-P快速增加，即环境损失风险变大。CK、P-20、P-30、P-50、P-100处理的0~20 cm根际土壤Olsen-P含量分别为98.3~180.4、114.6~175.8、108.5~217.0、112.8~203.1、98.3~161.3 mg·kg–1，所有处理的0~20 cm菜地根际土壤Olsen-P含量均已超过环境阈值。
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图 4 露天菜地土壤Olsen-P含量与CaCl2-P含量的关系 Fig. 4 Relationship between Olsen-P and CaCl2-P concentration in an open vegetable field |
土壤Olsen-P、CaCl2-P、磷流失浓度均与磷环境损失有关，为进一步探究磷损失与土壤磷库及施磷量的关系，对露天菜地TP流失负荷与土壤Olsen-P含量、CaCl2-P含量及施磷量进行了相关性分析。结果表明，TP损失负荷与土壤CaCl2-P含量和施磷量分别呈显著（P＜0.05）与极显著（P＜0.01）正相关，但与土壤中Olsen-P含量无显著相关关系（表 3）。TP损失负荷与TP流失浓度呈极显著正相关关系（P＜0.01，表 3）。基于结构方程模型，通过极大似然法估计TP流失负荷、TP流失浓度、土壤Olsen-P含量、CaCl2-P含量及施磷量之间的路径系数，根据土壤环境影响磷流失的因果关系，定量地得出施磷量及土壤Olsen-P、CaCl2-P含量对磷流失的影响大小。结构方程模型的拟合指标卡方自由度比（χ2/df）、近似误差平方根（RMSEA）、拟合指数（GFI）及相对拟合指数（CFI）均达到拟合指数要求（表 4），表明该模型在表征露天菜地磷流失及其影响因素间的相互关系时较合理可靠。由结构方程模型拟合结果可知，施磷量对TP流失浓度影响是极显著的（P＜0.01），因子载荷量为0.80；并且TP流失浓度极显著影响TP流失负荷（P＜0.01），因子载荷量为0.97（图 5）。施磷量与土壤Olsen-P含量对土壤CaCl2-P含量的直接影响系数分别为0.31和0.25，土壤CaCl2-P含量对TP流失浓度的直接影响系数为0.15，但均未达到显著水平。
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表 3 露天菜地磷流失负荷与土壤Olsen-P、CaCl2-P及施磷量的相关关系 Table 3 Relationship of TP runoff loss load with soil Olsen-P, CaCl2-P, and phosphate fertilizer input in an open vegetable filed |
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表 4 结构方程模型拟合结果检验 Table 4 The fitting parameter of the structural equation model |
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图 5 露天菜地磷流失的结构方程模型路径图 Fig. 5 Structural equation model path diagram of P loss in an open vegetable field |
土壤磷水平是决定农田磷素流失的首要因素，在一定程度上可反映出土壤磷素流失的潜能。目前大量研究通过“突变点”法判断土壤磷素流失潜能的阈值及其流失的潜力。“突变点”法是Hesketh和Brookes[17]提出的，即用土壤Olsen-P含量与CaCl2-P含量分别为横轴和纵轴作相关曲线，曲线上的转折点相对应的Olsen-P含量即为该土壤的磷素淋溶的“突变点”；当土壤Olsen-P含量低于“突变点”时，不会发生磷素流失；反之，当土壤Olsen-P含量高于“突变点”值时，就会发生磷素流失。近年来我国研究者针对菜地土壤磷素环境阈值做了大量研究，土壤磷环境阈值因种植区域、土壤类型、种植模式及种植年限的变化而差异较大，目前我国菜田土壤Olsen-P的环境阈值集中在33.8~96.6 mg·kg–1[15，18-24]。在对太湖流域典型露天菜地的研究中发现，菜地的磷素环境阈值为78.9 mg·kg–1（图 4）。所有处理的土壤有效磷含量均超过环境阈值，这意味着太湖流域露天菜地存在较大的磷损失风险。
本研究中发现，与常规施肥相比，减磷处理可有效降低径流液中TP浓度（图 2）。但即使是在P-100处理下径流液中TP浓度仍远远高于我国《地表水环境质量标准》（GHZB 1-1999）[25]V类水中规定的TP浓度限值0.2 mg·L–1。这主要是因为菜地磷素盈余量大，土壤长期施肥富集的磷成为径流水中磷流失的主要贡献者，在降雨作用下伴随着地表径流而发生的土壤侵蚀作用会使土壤中积累的磷素随水力作用发生迁移[26]。
虽然农田径流事件具有随机性，但在特定的土壤和环境条件下，又呈现出一定的规律性。通过对太湖流域露天菜地为期一年的连续监测可以看出，磷径流损失浓度呈现出明显的季节性特征。夏秋季发生径流的次数最多，各处理的TP径流液浓度显著高于其他季节（图 2）。这与其他人的研究结果[27]一致。太湖流域菜地磷径流损失主要集中于6—8月降雨集中分布的梅雨和台风季期间，11月均未发生径流事件，1月、2月和10月的径流量也很小[27]。本研究中，秋冬季磷径流浓度也呈现较高的水平，这是因为第五次径流液收集时间（2019年9月24日）正处于休耕期，菜地处于裸地状态。地表植被覆盖度也是影响磷素径流的重要因素，研究[28]表明，作物覆盖面积越小，总磷流失量越多。这是因为地表所覆盖的植被可以截留降雨，减少降雨与土壤的直接接触，起到了缓冲作用；同时作物根系增强了对土壤的固结作用，可有效降低降雨导致的土壤侵蚀和养分流失[7，29]。降雨时植被的覆盖度小，对雨水的截留作用弱，因而径流流量大[30]。因此可以认为，秋冬季径流液TP浓度的增加与此时菜地土壤无蔬菜种植有关。同时，在夏季雨水多发季节，露天菜地应增加蔬菜种植密度，减少地表裸露面积，以期减少养分流失量。
菜地TP年流失负荷的结果表明，太湖流域菜地常规施肥条件下TP年流失负荷为5.22 kg·hm–2（表 2）。研究表明，太湖流域稻-麦轮作体系常规施肥水平下TP年平均径流总量为1.08 kg·hm–2[31]，本研究结果显示菜地磷年径流损失远远高于太湖流域其他种植体系。在本研究中，随施肥量的减少，TP年流失负荷降低，削减率为8.15%~41.5%（表 2）。黄宗楚等[32]也认为磷的流失量随农田施肥量增大而增加。但也有研究结果得到相悖的结论：谢真越等[14]在常规施肥的基础上分别减少20%和30%投入，结果表明，常规施肥、减施肥料20%和30%处理在种植苦瓜的监测期内TP累积流失负荷由高到低依次为减施肥料30%（2.9 kg·hm–2）、减施肥料20%（2.4 kg·hm–2）、常规施肥（1.7 kg·hm–2）。可能是因为在较短的监测期内，施肥不是影响菜地径流中磷素流失的主要因子，长期施肥是造成菜地径流中磷素流失加剧最根本的原因[33]。同时，其试验的减肥处理不仅减少了磷肥的施用，也减少了氮肥、钾肥和有机肥的用量，这种处理可能会导致苦瓜的长势弱小，覆盖面积小，从而增加了磷素的流失量。TP径流负荷也呈明显的季节性变化，露天菜地磷素流失总量整体上由高到低依次为夏秋季、春夏季、秋冬季、冬春季，夏秋季磷素流失量为1.93~3.26 kg·hm–2，占了全年磷素流失通量的59.2%~63.2%（图 3）。王子臣等[34]研究表明，在不考虑湿沉降和径流泥沙的情况下，太湖流域露天菜地磷素流失总量整体呈夏秋季高于冬春季，夏秋季磷素流失量为7.32 kg·hm–2，磷素流失系数为1.31%。但其夏秋季磷素流失量高于本试验的结果，这可能与土壤磷的本底值有关，其试验前的土壤全磷含量为1.03 g·kg–1，有效磷含量为105.1 mg·kg–1，均高于本试验土壤。
磷随地表径流流失的形态分为PP和DP，许多研究表明，土壤磷素径流的主要形态是PP[33，35]。但在本研究中，土壤磷素径流主要以DP的形式流失，占了TP流失负荷的53.4%~55.7%（表 2）。同时，随着施磷量的增加，DP/TP比例呈增加趋势，但未达显著水平（图 2）。由于本试验土壤Olsen-P含量均大于磷环境阈值（图 4），因此在土壤有效磷过饱和的情况下，液相磷损失大于固相。最新的研究结果[36]表明，在长江流域，磷素自上游向下游的输送形态由20世纪初以PP为主变化为2017—2018年以DP为主。PP含量主要受降雨溅蚀与径流侵蚀作用的影响，虽然降雨随时间变化较大，但高强度的降雨大多发生在作物覆盖程度较高的时段，明显减少了降雨-径流过程对表层土壤的剥蚀，因此地表径流中PP含量低于DP含量[37]。
3.2 减磷措施下露天菜地磷径流损失变化原因的探讨磷素流失的主要影响因素包括降雨量、降雨侵蚀力、径流量、泥沙量、磷流失浓度等。本研究中，结合相关性分析及结构方程模型研究施磷量、径流TP浓度、土壤Olsen-P及CaCl2-P含量对磷径流损失负荷的影响。结果表明，TP流失负荷与TP流失浓度、施磷量和土壤CaCl2-P含量显著相关（表 3）。进一步通过结构方程模型得出，施磷量直接影响磷径流TP流失浓度，TP流失浓度直接显著影响TP损失负荷（图 5）。这也意味着当季施磷量是磷径流损失的主要且直接的影响因素。本研究中，施用磷肥导致的地表径流TP流失量为0.45~2.17 kg·hm–2，随径流排出菜地的磷素中有1.36%~3.33%是当季施用的化肥磷素，磷的流失量随施肥量增大而增加（表 3）。Wang等[4]通过定量评估我国蔬菜地磷径流损失量及其影响因素的结果也表明，当季磷肥投入量是磷径流损失的主控因素。这主要是因为土壤中大多数磷易被吸附沉淀固定，而肥料磷可快速转化为不溶态，新形成的不溶态磷在土壤中的可利用性和流动性均高于土壤磷库（残留态磷），因此当季磷肥施用量对磷损失影响更大[4]。在本研究中，与CK相比，减施20%~100%磷肥可减少8.15%~41.5%TP流失量（表 3）。因此菜地磷肥减施能直接有效地减少磷的损失。
3.3 太湖流域露天菜地磷肥推荐施用量在本试验中，尽管所有处理的土壤表层Olsen-P含量均大于磷环境阈值，但每季仍需施用大量磷肥才能保障高产。与CK相比，P-50和P-100处理均显著降低辣椒、乌塌菜和包菜的产量（图 1）。在减磷的第一季辣椒和第三季包菜中，与对照相比，P-30处理虽然未表现显著的减产效应，但与CK相比，P-30处理辣椒和包菜产量均呈下降趋势（图 1a，图 1c），但在乌塌菜季中P-30反而有增产趋势。推测这是因为：（1）辣椒作为果菜，相对于叶菜而言，对磷的需求高[3]，盲目减施磷肥会造成大幅度减产。（2）包菜作为叶菜，虽然需磷量低于果菜，但若每季持续减磷可能会存在减产风险。因此，在太湖流域蔬菜种植体系中，综合考虑季节、蔬菜类型、蔬菜产量及磷素损失量时，在夏秋季推荐在常规施磷的基础上减少20%的磷肥，既可以保证蔬菜不减产，同时也能减少磷素损失；在秋冬季种植乌塌菜时，推荐在常规施磷的基础上减少30%的磷肥；在春秋季种植包菜时，推荐在常规施磷的基础上减少20%的磷肥投入。
4 结论太湖流域有着丰富的河网水系和充沛的降水，这也是蔬菜种植得天独厚的条件，但降雨集中，雨量大又易产生地表径流及土壤侵蚀。由于菜地长期大量地施磷肥，使得土壤磷盈余量大，从而增加了土壤磷素的损失风险。从蔬菜地养分减排的环境效应与蔬菜产量的农学效应协调统一的角度出发，本研究推荐在常规施磷的基础上减少20%~30%的磷肥，既可保证蔬菜不减产，同时也能减少磷素损失。由于在降雨集中分布的梅雨和台风季节最易发生径流事件，在此期间进行的翻耕和施肥等农事活动会大大增加养分由农田生态系统的输出。因此，露天菜地在夏秋季应避免低密度种植，减少施肥频率与强度。
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Ministry of Agriculture, PRC. China agriculture statistical report (In Chinese). Beijing: China Agriculture Press, 2017. [中华人民共和国农业部. 中国农业统计资料[M]. 北京: 中国农业出版社, 2017.]
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